HVDC技術(shù)與產(chǎn)品匯報

HVDC技術(shù)與產(chǎn)品匯報

胥飛飛中恒HVDC已獲榮譽(yù)，正在申請國家科技進(jìn)步獎中恒電氣：HVDC國內(nèi)市場份額

大數(shù)據(jù)時代，各行各業(yè)建設(shè)IDC機(jī)房，到2013年年底HVDC市場占有率中恒電氣接近50%。目前，中恒參與最大的IDC機(jī)房項(xiàng)目為深圳聯(lián)通坪山數(shù)據(jù)中心，1.17萬KW負(fù)載，全部使用中恒HVDC。數(shù)據(jù)中心新動力：HVDC替代UPS構(gòu)建高安全可靠、綠色節(jié)能、易維護(hù)數(shù)據(jù)中心中電信內(nèi)蒙云信息園、騰訊天津云計(jì)算中心、中移動佛山山水?dāng)?shù)據(jù)中心第一部分國內(nèi)外研究HVDC替代UPS的發(fā)展過程UPS使用的問題（UPS是為后端IT設(shè)備提供不間斷電源）

整體封閉，難以在線維護(hù)

能源變換環(huán)節(jié)多，故障多費(fèi)電，效率低，運(yùn)營成本高電池有不能起作用的風(fēng)險

案例1：深圳某大機(jī)房，約3萬臺服務(wù)器，一年電費(fèi)約7000萬，僅UPS給浪費(fèi)掉2000多萬。浙江華數(shù)小機(jī)房，每年電費(fèi)100多萬，僅UPS浪費(fèi)掉30多萬。

案例2：交流設(shè)備使用直流供電可行性分析法國整流型AC(rAC)300Vdc供電系統(tǒng)（INTELEC05（柏林））變換器的輸入電壓當(dāng)交流輸入電壓為230V,+10%,-20%時，則直流輸入電壓為:

Umin=260VDC，Umax=358VDC；2.蓄電池，采用26只12V蓄電池，額定電壓為12*26=312VDC，Umin=10.3*26=268V，Umax=13.75*26=358V；

市電正常時，市電經(jīng)過不控整流整流后，給后端IT設(shè)備供電

市電停電時，電池給后端IT設(shè)備供電，電池配置獨(dú)立的小型離線充電器。優(yōu)勢：電源系統(tǒng)非常簡單，降低了成本和設(shè)備尺寸。缺點(diǎn)：在實(shí)際商用時，不含功率因數(shù)校正電網(wǎng)污染、只適用于單相電供電網(wǎng)絡(luò)，不適合商用。日本270Vdc供電系統(tǒng)（INTELEC07（羅馬））

市電正常時，市電經(jīng)過不控整流整流后，經(jīng)過DC/DC變換器給后端IT設(shè)備供電

市電停電時，電池經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換后給后端IT設(shè)備供電，電池配置獨(dú)立的小型離線充電器。優(yōu)勢：在瑞典的基礎(chǔ)上解決了只適應(yīng)單相電的兼容性問題。缺點(diǎn)：在實(shí)際商用時，仍然不含功率因數(shù)校正電網(wǎng)污染、不適合數(shù)據(jù)中心使用。瑞典350Vdc供電系統(tǒng)（INTELEC07（羅馬））

在日本和法國基礎(chǔ)上，由不可控整流改為可控整流，經(jīng)過AC/DC變換器給后端IT設(shè)備供電

市電停電時，電池經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換后給后端IT設(shè)備供電，電池直接掛母線，取消離線的充電器。優(yōu)勢：解決三相市電兼容問題、含功率因數(shù)校正對電網(wǎng)污染小。缺點(diǎn)：在實(shí)際商用時，電壓等級為350V，后端IT設(shè)備需要改制。美國380Vdc供電系統(tǒng)（INTELEC07（羅馬））中國HVDC供電系統(tǒng)

中國在國外優(yōu)秀供電拓?fù)涞幕A(chǔ)上，考慮商用的可行性，電壓等級上采取240Vdc和336Vdc兩種規(guī)格推廣。含功率因數(shù)校正電路，實(shí)現(xiàn)功率因素0.99，輸出電壓可調(diào)，電壓范圍204~286Vdc,286~400Vdc優(yōu)勢：解決三相市電兼容問題、含功率因數(shù)校正對電網(wǎng)污染小。中國HVDC供電系統(tǒng)（240V、336V在國內(nèi)大型數(shù)據(jù)中心都已規(guī)模商用）336的陣地：中移動三水?dāng)?shù)據(jù)中心中移動呼和浩特數(shù)據(jù)中心中移動哈爾濱數(shù)據(jù)中心中電信數(shù)據(jù)中心騰訊天津數(shù)據(jù)中心聯(lián)通坪山數(shù)據(jù)中心240的陣地：國內(nèi)外HVDC供電方案總結(jié)：國內(nèi)的HVDC供電方案相對，兼并考慮綠色環(huán)保、節(jié)能可靠、安全易維護(hù)等新一代數(shù)據(jù)中心建設(shè)要求，HVDC在國內(nèi)的推廣相對國外順利。但是，國內(nèi)在HVDC細(xì)化的配電方案、電壓等級選取等分行業(yè)、客戶群又有所側(cè)重，產(chǎn)品的形態(tài)和組成也呈現(xiàn)行業(yè)的獨(dú)特性。第二部分國內(nèi)各行業(yè)HVDC產(chǎn)品介紹與應(yīng)用特點(diǎn)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心HVDC集中供電應(yīng)用分立式HVDC應(yīng)用案例：1、分立式HVDC系統(tǒng)2、電池組以及配件3、列頭柜以及機(jī)柜內(nèi)PDU分立式HVDC系統(tǒng)適用于100KW以上負(fù)載的應(yīng)用場景分立式HVDC應(yīng)用供電網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌?懸浮供電）HVDC系統(tǒng)（1套不宜超過4個列頭柜）直流列頭柜機(jī)柜內(nèi)直流PDU分立式HVDC電源（240V）：最大系統(tǒng)360KW（1200A），整流屏180KW（800A）

直流屏整流屏（輔）整流屏（主）交流配電屏電池熔斷器負(fù)載分路熔斷器可翻轉(zhuǎn)有機(jī)玻璃安全防護(hù)兩路交流輸入塑殼交流輸出分路至整流屏分立式HVDC電源（336V）：最大系統(tǒng)360KW，整流屏180KW與240V不同點(diǎn)1，電池分路用組合式熔斷器與240V不同點(diǎn)2，負(fù)載分路用斷路器，不用熔絲336V和240V直流配電不同點(diǎn)1：336V電池組合式開關(guān)（正負(fù)母線能同時切斷，并能滅?。?40V電池熔絲（正負(fù)母線難同時切斷，單個熔絲的耐壓為250Vdc）中恒336V和240V整流模塊不同點(diǎn)(外觀、尺寸一致)：240V336V從整流模塊的效率曲線可以看出，336V比240VHVDC效率輕負(fù)載高1%，半載以上負(fù)載高0.5%業(yè)界效率最高、功率密度最大的HVDC整流模塊。效率差別對運(yùn)營費(fèi)用的影響節(jié)?。娰M(fèi)以每度0.6元計(jì)算）效率差異1%2%10%負(fù)載1年5年1年5年1年5年500KW2.628萬元13.14萬元5.256萬元26.28萬元26.28萬元131.4萬元5000KW26.28萬元131.4萬元52.56萬元262.8萬元262.8萬元1314萬元電池端維護(hù)開關(guān)若在此處發(fā)生短路。。電池組

HVDC智能列頭柜1、240V與336V列頭柜均為智能列頭柜，具有輸入（出）電壓、電流、電量監(jiān)測，過欠壓告警、過負(fù)載告警等功能2、建議HVDC與列頭柜選擇同一個廠家，避免絕緣監(jiān)測打架問題HVDC與列頭柜絕緣監(jiān)察配合問題現(xiàn)階段各個廠家絕緣監(jiān)察的原理都采用“投切電阻”直流法監(jiān)察。若HVDC系統(tǒng)投切，列頭柜也投切。若控制不同步，則造成計(jì)量誤差，影響判定結(jié)果。

故建議：HVDC、列頭柜選擇同一廠家產(chǎn)品?；蛄蓄^柜支路不裝投切裝置，故障判定采取手持式絕緣檢測儀裝置。

機(jī)柜內(nèi)PDU解決方案以前所謂的直流拉弧實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)不正確，因?yàn)镮T設(shè)備的負(fù)載為開關(guān)電源負(fù)載，具備軟啟動電路

嚴(yán)謹(jǐn)電弧放電實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：若單臺服務(wù)器功率在1200W以下，拉弧基本沒影響機(jī)柜內(nèi)PDU解決方案經(jīng)濟(jì)型選擇極其安全選擇組合式HVDC應(yīng)用案例：1、組合式HVDC系統(tǒng)2、電池組以及配件2、列頭柜以及機(jī)柜內(nèi)PDU組合式HVDC系統(tǒng)適用于180KW以上負(fù)載的應(yīng)用場景模塊化數(shù)據(jù)中心HVDC應(yīng)用：每個微模塊集成供電、空調(diào)、機(jī)柜等模塊化數(shù)據(jù)中心HVDC應(yīng)用：每個微模塊集成供電、空調(diào)、機(jī)柜等模塊化數(shù)據(jù)中心HVDC應(yīng)用：每個微模塊集成供電、空調(diào)、機(jī)柜等模塊化數(shù)據(jù)中心HVDC應(yīng)用：HVDC硬件需要重構(gòu)尺寸太大、無法放進(jìn)微模塊放進(jìn)微模塊后，布局、走線麻煩模塊化數(shù)據(jù)中心HVDC應(yīng)用：HVDC硬件重構(gòu)＝＋＋綜合配電屏（包含輸入、輸出配電）整流屏電池屏第三部分HVDC發(fā)展趨勢與討論問題一：HVDC產(chǎn)品選型注意事項(xiàng)目前，HVDC設(shè)備廠家非常多，產(chǎn)品優(yōu)先關(guān)于以下幾點(diǎn)：1、整流模塊的通信方式。一般有RS485、CAN通信兩種。HVDC產(chǎn)品的特殊性，全模塊化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的可靠性，抗干擾性依賴于通信方式，優(yōu)選CAN通信的HVDC整流模塊設(shè)備。2、整流模塊輸入不能含零線輸入。一般三相整流模塊，若有零線輸入，則在三相不平衡時，零線溫度很大，重則引起火災(zāi)事故，輕者系統(tǒng)跳閘。HVDC衍生的其它常見供電方案一路市電+1路HVDC供電方案，效率98%以上HVDC+12V集中供電方案(HVDC進(jìn)機(jī)柜、12V進(jìn)服務(wù)器)問題二：HVDC發(fā)展趨勢HVDC與鐵鋰電池配合（哈爾濱、內(nèi)蒙將使用336+鐵鋰電池）問題三：HVDC發(fā)展趨勢BUSWAY替代列頭柜問題四：HVDC發(fā)展趨勢現(xiàn)階段IT設(shè)備對HVDC支持的情況介紹（均支持直流輸入）問題五：IT設(shè)備支持的程度問題六：HVDC標(biāo)準(zhǔn)的制定情況通信行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YDB037-2009<<通信用240V直流供電系統(tǒng)技術(shù)要求>>YD/T2378-2011<<通信用240V直流供電系統(tǒng)>>

YD/TB5210-2011<<240V直流供電系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》YD/Y2555-2013<<通信用240V直流供電系統(tǒng)配電設(shè)備>>YD/Y2556-2013<<通信用240V直流供電系統(tǒng)應(yīng)用維護(hù)技術(shù)要求>>

中國移動企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《336V開關(guān)型整流器》（QB-H-007-2012）《336V直流電源系統(tǒng)》（QB-H-008-2012）《通信用336V直流供電